Innowacyjne bezołowiowe farby utwardzane promieniami UV do malowania szkła użytkowego

• Autorzy: Langer Ewa , Zubielewicz Małgorzata , Kamińska-Bach Grażyna , Jurczyk Sebastian , Bańcer Teresa , Ziółkowski Andrzej

Identyfikatory

DOI

10.15199/40.2023.9.1

Warianty tytułu

EN

Innovative lead-free UV-cured paint coatings for decorating utility glass

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Omówiono wyniki badań nad opracowaniem farb utwardzanych promieniami UV przeznaczonych do malowania szkła użytkowego. Opracowano kompozycje lakierowe różniące się rodzajem oligomerów, monomerów i fotoinicjatorów oraz środków pomocniczych, wypełniaczy i pigmentów barwiących. Odpowiednio dobrany układ promotorów adhezji, złożony z pochodnej estrowej kwasu fosforowego oraz aminofunkcyjnego silanu, zapewnił uzyskanie bardzo dobrej przyczepności do szkła bez jakiejkolwiek wstępnej obróbki powierzchni. Powłoki odznaczały się ponadto bardzo dobrym usieciowaniem i doskonałymi właściwościami odpornościowymi.

EN

The results of research on the development of UV-cured paint coatings for utility glass are discussed. Paint compositions differing in the type of oligomers, monomers and photoinitiators as well as additives, fillers and colouring pigments have been developed. A properly selected system of adhesion promoters, consisting of an ester derivative of phosphoric acid and an amino-functional silane, provides very good adhesion to glass without any preliminary surface treatment. In addition to very good adhesion, the coatings are characterized by very good crosslinking and resistance properties.

Słowa kluczowe

PL

farby utwardzane UV; malowanie szkła; przyczepność do szkła

EN

UV-cured paints; glass painting; adhesion to glass

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Ochrona przed Korozją
• Rocznik: 2023
• Tom: nr 9
• Strony: 274--287
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Langer Ewa

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Centrum Farb i Tworzyw, Gliwice

• https://orcid.org/0000-0002-8193-1987

autor

Zubielewicz Małgorzata

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Centrum Farb i Tworzyw, Gliwice

• https://orcid.org/0000-0003-1487-2494

autor

Kamińska-Bach Grażyna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Centrum Farb i Tworzyw, Gliwice

• https://orcid.org/0000-0001-8595-3190

autor

Jurczyk Sebastian

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników, Centrum Farb i Tworzyw, Gliwice

• https://orcid.org/0000-0003-4179-0558

autor

Bańcer Teresa

• ETC sp. z o.o., Ostrowiec Świętokrzyski

autor

Ziółkowski Andrzej

• ETC sp. z o.o., Ostrowiec Świętokrzyski

Bibliografia

• [1] J. Fu, L. Wang, H. Yu, M. Haroon, F. Haq, W. Shi, B. Wu, L. Wang. 2019. “Research Progress of UV-Curable Polyurethane Acrylate-Based Hardening Coatings.” Progress in Organic Coatings 131: 82–99. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2019.01.061.
• [2] Y. Wang, F. Liu, X. Xue. 2017. “Preparation and Properties of UV-Cured Epoxy Acrylate/Glycidyl-POSS Coatings.” Journal of Coatings Technology and Research 14: 665–672. DOI: 10.1007/s11998-016-9886-1.
• [3] J. Fu, H. Yu, L. Wang, R. Liang, C. Zhang, M. Jin. 2021. “Preparation and Properties of UV-Curable Polyurethane Acrylate/SiO2 Composite Hard Coatings.” Progress in Organic Coatings 153: 106–121. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2020.106121.
• [4] Z. Guo. 2022. “Research Advances in UV-Curable Self-Healing Coatings.” RSC Advances 12: 32429–32439. DOI: 10.1039/d2ra06089b.
• [5] Y. Zhang, Y. Sheng, M. Wang, X. Lu. 2022. “UV-Curable Self-Healing, High Hardness and Transparent Polyurethane Acrylate Coating Based on Dynamic Bonds and Modified Nano-Silica.” Progress in Organic Coatings 172: 107051. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2022.107051.
• [6] D. Zhao, S. Liu, Y. Wu, T. Guan, N. Sun, B. Ren. 2019. “Self-Healing UV Light- -Curable Resins Containing Disulfide Group: Synthesis and Application in UV Coatings.” Progress in Organic Coatings 133: 289–298. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2019.04.060.
• [7] L. Lv, H. Liu, W. Zhang, J. Chen, Z. Liu. 2020. “Facile UV-Curable Fabrication of Robust, Anti-Icing Superhydrophobic Coatings Based on Polyurethane.” Materials Letters 258: 126653. DOI: 10.1016/j.matlet.2019.126653.
• [8] J. Fu, H. Yu, L. Wang, S. Fahad. 2020. “Preparation and Properties of UV-Curable Diamine-Based Polyurethane Acrylate Hard Coatings.” Applied Surface Science 533: 147442. DOI: 10.1016/j.apsusc.2020.147442.
• [9] G. Xiao, Y. Wang, H. Zhang, L. Chen, S. Fu. 2019. “Facile Strategy to Construct a Self-Healing and Biocompatible Cellulose Nanocomposite Hydrogel via Reversible Acylhydrazone.” Carbohydrate Polymers 218: 68–77. DOI: 10.1016/j.carbpol.2019.04.080.
• [10] V. Shukla, M. Bajpai, D. K. Singh, M. Singh, R. Shukla. 2004. “Review of Basic Chemistry of UV-Curing Technology.” Pigment and Resin Technology 33(5): 272–279. DOI: 10.1108/03699420410560461
• [11] Y. Chen, N. Wang, G. Tong, D. Wu, X. Jin, X. Zhu. 2018. “Synthesis of Multiarm Star Polymer Based on Hyperbranched Polyester Core and Poly(ε- -caprolactone) Arms and Its Application in UV-Curable Coating.” ACS Omega 3(10): 13928–13934. DOI: 10.1021/acsomega.8b02128.
• [12] Z. Chen, J. F. Wu, S. Fernando, K. Jagodzinski. 2011. “Soy-Based, High Biorenewable Content UV Curable Coatings.” Progress in Organic Coatings 71(1): 98–109. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2011.01.004.
• [13] F. Masson, C. Decker, T. Jaworek, R. Schwalm. 2000. “UV-Radiation Curing of Waterbased Urethane-Acrylate Coatings.” Progress in Organic Coatings 39(2–4): 115–126. DOI: 10.1016/S0300-9440(00)00128-4.
• [14] C. Decker, F. Masson, R. Schwalm. 2004. “How to Speed up the UV Curing of Water-Based Acrylic Coatings.” Journal of Coatings Technology and Research 1(2): 127–136. DOI: 10.1007/s11998-004-0007-1.
• [15] H. D. Hwang, J. I. Moon, J. H. Choi, H. J. Kim, S. D. Kim, J. C. Park. 2009. „Effect of Water Drying Conditions on the Surface Property and Morphology of Waterborne UV-Curable Coatings for Engineered Flooring.” Journal of Industrial and Engineering Chemistry 15(3): 381–387. DOI: 10.1016/j.jiec.2008.11.002.
• [16] S. Mamat, L. C. Abdullah, M. M. Aung, S. A. Rashid, M. Z. Salleh, S. Saalah, E. R. Jusoh, M. Rayung. 2023. “Synthesis and Characterization UV-Curable Waterborne Polyurethane Acrylate/Al2O3 Nanocomposite Coatings Derived from Jatropha Oil Polyol.” Biointerface Research in Applied Chemistry 13(2): 193. DOI: 10.33263/briac132.193.
• [17] R. Bongiovanni, G. Malucelli, M. Sangermano, A. Priola. 1999. “Properties of UV-Curable Coatings Containing Fluorinated Acrylic Structures.” Progress in Organic Coatings 36(1–2): 70–78. DOI: 10.1016/S0300-9440(99)00033-8.
• [18] T. Li, , Z. Xie, J. Xu, Y. Weng, B. H. Guo. 2018. “Design of a Self-Healing Cross- -Linked Polyurea with Dynamic Cross-Links Based on Disulfide Bonds and Hydrogen Bonding.” European Polymer Journal 107: 249−257. DOI: 10.1016/j.eurpolymj.2018.08.005.
• [19] J. Liu, J. Cao, Z. Zhou, R. Liu, Y. Yuan, X. Liu. 2018. “Stiff Self-Healing Coating Based on UV-Curable Polyurethane with a «Hard Core, Flexible Arm» Structure.” ACS Omega 3(9): 11128−11135. DOI: 10.1021/acsomega.8b00925.
• [20] D. Zhao, S. Liu, Y. Wu, T. Guan, N. Sun, B. Ren. 2019. “Self-Healing UV Light- -Curable Resins Containing Disulfide Group: Synthesis and Application in UV Coatings.” Progress in Organic Coatings 133: 289–298. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2019.04.060.
• [21] T. Li, Z. P. Zhang, M. Z. Rong, M. Q. Zhang. 2019. “Self-Healable and Thiol-Ene UV-Curable Waterborne Polyurethane for Anticorrosion Coating.” Journal of Applied Polymer Science 136: 47700. DOI: 10.1002/app.47700.
• [22] Z. Wang, H. Yang, B. D. Fairbanks, H. Liang, J. Ke, C. Zhu. 2019. “Fast Self- -Healing Engineered by UV-Curable Polyurethane Contained Diels-Alder Structure.” Progress in Organic Coatings 131: 131–136. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2019.02.021.
• [23] M. Farley. 2012. “UV Curable Coatings: Another Option for Decorating Glass.” UV and EB Technical Conference Proceedings. https://www.radtech.org/proceedings/2012/papers/Session%203%20-%20Sustainability/MFarley_RedSpot.pdf.
• [24] M. Farley. 2010. “UV Curable Coatings for Containers and Closures.” UV and EB Technical Conference Proceedings. https://www.radtech.org/proceedings/2010/papers/1449.pdf.
• [25] K. Zhang, T. Li, T. Zhang, C. Wang, C. Wang, M. Wu. 2013. “Adhesion Improvement of UV-Curable Ink Using Silane Coupling Agent onto Glass Substrate.” Journal of Adhesion Science and Technology 27(13): 1499–1510. DOI: 10.1080/01694243.2012.746159.
• [26] WO 2015/2000421 A1: UV-curable Coating Compositions for Glass Based on Epoxy/Oxetane Compounds, Epoxy Functionalized Silsesquioxane and Epoxy Functionalized Nanoparticles.
• [27] T. Liang, H. Li, X. Su, X. Lai, H. Wu, C. Wang, Y. Wang, M. Zhuang, X. Zeng. 2016. “A Facile Fabrication of Robust Thiol-Ene/Hierarchically Mesoporous Silica Nanoparticles Hybrid Superhydrophilic Coating Films under UV Radiation.” Progress in Organic Coatings 101: 423–430. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2016.09.011.
• [28] T. Liang, H. Li, X. Lai, X. Su, L. Zhang, X. Zeng. 2016. “A Facile Approach to UV-Curable Super-Hydrophilic Polyacrylate Coating Film Grafted on Glass Substrate.” Journal of Coatings Technology and Research 13: 1115–1121. DOI: 10.1007/s11998-016-9828-y.
• [29] S. Dalle Vacche, G. Mariggiò, A. Vitale, R. Bongiovanni, M. Corrado. 2019. “Compositionally Graded Hydrophobic UV-Cured Coatings for the Prevention of Glass Stress Corrosion.” Coatings 9(7): 424. DOI: 10.3390/coatings9070424.
• [30] J. Kron, S. Amberg-Schwab, G. Schottner. 1994. “Functional Coatings on Glass Using ORMOCER®-Systems.” Journal of Sol-Gel Science and Technology 2: 189–192. DOI: 10.1007/BF00486239.
• [31] PN-EN 13523-11:2020-01: Metale powlekane metodą ciągłą – Metody badań – Część 11: Odporność na rozpuszczalniki (próba pocierania).
• [32] PN-EN ISO 16276-2:2008: Ochrona konstrukcji stalowych przed korozją za pomocą ochronnych systemów malarskich – Ocena i kryteria przyjęcia adhezji/kohezji (wytrzymałości na odrywanie) powłoki – Część 2: Badanie metodą siatki nacięć i metodą nacięcia w kształcie X.